專利名稱：內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油開采用的滾筒抽油機(jī)。
背景技術(shù)：
抽油機(jī)是地面采油的重要設(shè)備，隨著油田開發(fā)的周期增長，地下供液能力嚴(yán)重不足，機(jī)械采油在采油井中的比例不斷上升。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國的機(jī)械采油井約占油井總數(shù)的90％以上。抽油機(jī)作為石油開采的重要設(shè)備已有百余年歷史，最早出現(xiàn)的為常規(guī)游梁式抽油機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)簡單、耐用、操作簡便、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，一直占據(jù)著采油地面設(shè)備的主導(dǎo)地位，但由于結(jié)構(gòu)上的不合理呈現(xiàn)出“大馬拉小車”高能耗的缺點(diǎn)。以后的設(shè)計(jì)者為了節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本，發(fā)明了變矩平衡新型游梁式抽油機(jī)和立式無游梁機(jī)械換向式抽油機(jī)。新型游梁式抽油機(jī)一般沖程較小，且調(diào)參不方便；立式無游梁機(jī)械換向式抽油機(jī)換向結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整沖程、沖次不方便、成本高。立式無游梁機(jī)械換向式抽油機(jī)其電動(dòng)機(jī)置于基礎(chǔ)上，電動(dòng)機(jī)通過鏈條拖動(dòng)配重塊，再通過機(jī)架頂部的滾筒驅(qū)動(dòng)抽油桿柱作上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其換程機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，能耗大，效率低。另一種電機(jī)置于機(jī)架頂部的立式抽油機(jī)，其電動(dòng)機(jī)變速箱和滾筒同軸分體放置，在頂部占居較大的空間，機(jī)械效率低、機(jī)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)用新型的目的是提供一種內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒抽油機(jī)。它包括電控柜、基礎(chǔ)、活動(dòng)底座、機(jī)架、抽油桿、皮帶、配重塊、輔助輪、內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒、限位開關(guān)、換向開關(guān)、固定底座、斜拉桿、鋼絲繩、制動(dòng)器。它是這樣實(shí)現(xiàn)的，在機(jī)架的頂部安裝有內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒，在滾筒上繞有傳動(dòng)皮帶，傳動(dòng)皮帶的一端與抽油桿連接，另一端與配重塊連接。滾筒內(nèi)安裝有開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)通過安裝在法蘭軸上的傳動(dòng)齒輪組驅(qū)動(dòng)滾筒的內(nèi)齒圈，在滾筒的兩端裝有兩個(gè)輔助輪，輔助輪的外端面有剎車棘輪，在剎車棘輪的一側(cè)安裝有制動(dòng)器。制動(dòng)器與剎車棘輪相配合。在機(jī)架的上部和下部裝有限位開關(guān)，中部有換向開關(guān)。安裝在開關(guān)磁阻電機(jī)上的傳感器和機(jī)架上的限位開關(guān)、換向開關(guān)及抽油機(jī)一側(cè)的控制箱共同組成電氣控制系統(tǒng)。機(jī)架安裝在活動(dòng)底座上，活動(dòng)底座和固定底座安裝在基礎(chǔ)上，斜拉桿固定在機(jī)架和固定底座之間。本實(shí)用新型進(jìn)一步描述為，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)安裝在滾筒體內(nèi)，滾筒體為空心圓柱體，在開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)左端轉(zhuǎn)軸處安裝有傳感器，傳感器護(hù)罩安裝在電動(dòng)機(jī)外殼上，傳感器被置于傳感器護(hù)罩與電動(dòng)機(jī)外殼形成的密閉空間內(nèi)，傳感器護(hù)罩外接左法蘭軸，左法蘭軸中心加工有孔，動(dòng)力線及控制線穿過該孔連接到接線盒上，在開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出端上安裝有齒輪，減速齒輪組安裝在右法蘭上，減速齒輪組初級(jí)輪與開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出端軸上的齒輪相嚙合，減速齒輪組末端輪與滾筒內(nèi)齒圈相嚙合，在滾筒兩端安裝有左右端蓋，滾筒端蓋外側(cè)安裝有左輔助輪和右輔助輪，在輔助輪外側(cè)安裝有剎車棘輪，滾筒、輔助輪和剎車棘輪分別通過左法蘭軸和右法蘭軸安裝在左、右支座上，左輔助輪和右輔助輪可以分別同剎車棘輪做成一體。傳動(dòng)部件也可以是擺線針輪減速機(jī)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)的輸出軸連接行星擺線針減速機(jī)輸入軸，行星擺線針減速機(jī)輸出軸安裝齒輪，該齒輪與滾筒內(nèi)齒圈嚙合；行星擺線針減速機(jī)的殼體一端與電機(jī)的殼體固定連接，另一端與右法蘭軸固定相連。
開關(guān)磁阻電機(jī)采用無級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，該系統(tǒng)為可逆調(diào)速，給定量為轉(zhuǎn)速，依負(fù)載情況電動(dòng)機(jī)可自動(dòng)處于正向運(yùn)行、正向制動(dòng)、反向運(yùn)行、反向制動(dòng)；電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)及傳動(dòng)部件、滾筒設(shè)計(jì)為一整體，由于滾筒的屏蔽減小了開關(guān)磁阻電機(jī)噪聲大的缺點(diǎn)，同時(shí)減小了傳動(dòng)部分的外形尺寸，使整機(jī)的外形尺寸減小，重量減輕，提高了經(jīng)濟(jì)性且外形更加美觀；抽油桿、承重皮帶、滾筒及配重塊的工作系統(tǒng)采用摩擦傳動(dòng)，卡泵時(shí)摩擦系統(tǒng)打滑，避免拉斷抽油桿，超載自動(dòng)停機(jī)保護(hù)。配重塊在機(jī)架內(nèi)，不會(huì)發(fā)生翻機(jī)事故，解決了翻機(jī)問題，工作時(shí)不會(huì)發(fā)生配重塊砸傷人、畜等事故。整機(jī)核心位于機(jī)架頂部減少了野外設(shè)備失盜的機(jī)會(huì)，安全保護(hù)更加可靠完善；根據(jù)單井運(yùn)行試功狀況適當(dāng)調(diào)整配重，可達(dá)到抽油桿上行和下行負(fù)荷基本平衡，平衡度高裝機(jī)容量低；電氣系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)正反換向頻繁起停，并能對(duì)抽油桿上行和下行速度進(jìn)行分別控制，沖程、沖次無級(jí)可調(diào)，能夠很好的適應(yīng)油井狀況；修井時(shí)將鋼絲繩的一端固定在輔助輪上，另一端固定在配重塊上，可以將配重塊提起，讓制動(dòng)器與剎車棘輪卡住，可以方便拆卸和安裝皮帶與抽油桿的連接。拆除活動(dòng)底座與固定底座的連接螺栓及斜拉桿，可以用修井機(jī)放倒機(jī)架讓出井口。


圖1是本實(shí)用新型的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本實(shí)用新型中內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒的示意圖，圖中1接線盒、2左支座、3左法蘭軸、5滾筒體、6齒輪、7齒輪、8齒輪、9內(nèi)齒圈、10右法蘭軸、11右支座、12透蓋、13右端蓋、14左端蓋、16傳感器、17摩擦層、21電控柜、22基礎(chǔ)、23活動(dòng)底座、24機(jī)架、25抽油桿、26皮帶、27配重塊、29內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒、30限位開關(guān)、31換向開關(guān)、32固定底座、33斜拉桿、34鋼絲繩、35制動(dòng)器。
具體實(shí)施方式
參照附圖1、附圖2、附圖3，一種內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒抽油機(jī)，它包括接線盒1、左支座2、左法蘭軸3、滾筒體5、齒輪6、7、8、內(nèi)齒圈9、右法蘭軸(10)、右支座11、透蓋12、右端蓋13、左端蓋14、傳感器16、摩擦層17、電控柜21、基礎(chǔ)22、活動(dòng)底座23、機(jī)架24、抽油桿25、皮帶26、配重塊27、輔助輪、內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒29、限位開關(guān)30、換向開關(guān)31、固定底座32、斜拉桿33、鋼絲繩34、制動(dòng)器35。
基礎(chǔ)22上安裝有活動(dòng)底座23、固定底座32，活動(dòng)底座23上安裝機(jī)架24，機(jī)架24的頂部安裝內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒29，滾筒29上繞有傳動(dòng)皮帶26，傳動(dòng)皮帶26的一端與抽油桿25連接，另一端與配重塊27連接。滾筒29的兩端裝有兩個(gè)輔助輪，輔助輪的外端面有剎車棘輪20，剎車棘輪20的一側(cè)為制動(dòng)器35，鋼絲繩34、輔助輪、剎車棘輪20、制動(dòng)器35在需要拆開皮帶與抽油桿25的連接且需要提起配重塊27時(shí)使用。(使用時(shí)將鋼絲繩的一端固定在輔助輪上，另一端固定在配重塊27上。)機(jī)架24的上部和下部裝有限位開關(guān)30，中部裝有換向開關(guān)31，斜拉桿33固定在機(jī)架24與固定底座32之間；電控柜21安裝在抽油機(jī)的一側(cè)。內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒的滾筒體5與右端蓋13、左端蓋14組成的腔體內(nèi)裝有油浸式開關(guān)磁阻電機(jī)4、減速齒輪6、7、8，在滾筒體內(nèi)側(cè)安裝有內(nèi)齒圈9；齒輪6安裝在電動(dòng)機(jī)的輸出軸上，齒輪6與齒輪7嚙合，齒輪7與齒輪8在同一軸上，齒輪8驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒圈9，左法蘭軸3一端與電機(jī)4的傳感器護(hù)罩相連，另一端固定在左支座2上；開關(guān)磁阻電機(jī)4的傳感器16安裝在傳感器罩15內(nèi)，電機(jī)4的輸入電源與傳感器16的信號(hào)線從左法蘭軸3的中心引出接在接線盒1內(nèi)，右法蘭軸10的一端與電機(jī)4殼體固定在一起，另一端與右支座11固定在一起。為了增加皮帶26與滾筒體5之間的摩擦力，在滾筒體5外裝有摩擦層17。
起動(dòng)時(shí)控制箱21給開關(guān)磁阻電機(jī)4供電，輸出軸上的齒輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)減速齒輪7、8減速帶動(dòng)內(nèi)齒圈9轉(zhuǎn)動(dòng)，因內(nèi)齒圈9固定在滾筒體5的內(nèi)面，所以滾筒體5相對(duì)于不動(dòng)的法蘭軸轉(zhuǎn)動(dòng)。滾筒體5與右端蓋13、左端蓋14組成的腔體內(nèi)裝有潤滑油，潤滑油起到了給齒輪潤滑的作用，同時(shí)潤滑油將開關(guān)磁阻電機(jī)4運(yùn)行產(chǎn)生的熱量傳給滾筒外壁，然后通過外壁將熱量散到大氣。透蓋12與端蓋間加有油封，防止了潤滑油從法蘭軸處漏出。傳感器罩15將傳感器16密封在內(nèi)，防止了傳感器進(jìn)油的污染。
抽油機(jī)安裝完成后初始狀態(tài)為配重塊27在機(jī)架24的底部，抽油桿25在提起狀態(tài)(即抽油桿端接近機(jī)架頂部)，起動(dòng)時(shí)控制箱21控制滾筒29的轉(zhuǎn)向只能使配重塊27向上運(yùn)行，控制箱21給開關(guān)磁阻電機(jī)4供電，開關(guān)磁阻電機(jī)4輸出軸上的齒輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)減速齒輪7、8減速帶動(dòng)內(nèi)齒圈9轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒體5轉(zhuǎn)動(dòng)由摩擦層17與皮帶26的摩擦力帶動(dòng)皮帶26行走，使抽油桿25及配重塊27失去了平衡狀態(tài)，因抽油桿25的自重下行力和滾筒的動(dòng)力使配重塊27上行，抽油桿25落下。配重塊27經(jīng)過換向開關(guān)31時(shí)產(chǎn)生換向信號(hào)，供給控制箱記憶下次運(yùn)轉(zhuǎn)方向?？刂葡?1指定電機(jī)4的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)，經(jīng)傳感器16將轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)數(shù)信號(hào)反饋給控制箱21，最終控制配重塊27到達(dá)上沖程終點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)4停轉(zhuǎn)且制動(dòng)(開關(guān)磁阻電機(jī)4為四象限運(yùn)行，即正向運(yùn)行、正向制動(dòng)、反向運(yùn)行、反向制動(dòng))，此時(shí)配重塊27提起，為抽油桿25上行抽油作功儲(chǔ)存了能量。然后控制箱21控制電機(jī)4反向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)由于配重塊27的自重和滾筒29的合成力拖動(dòng)抽油桿25上行把油抽汲出地面，配重塊27下行過程中經(jīng)過換向開關(guān)31，又產(chǎn)生換向信號(hào)供給控制箱記憶下次起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)方向。配重塊27下行至下沖程終點(diǎn)控制箱控制電機(jī)4停轉(zhuǎn)且制動(dòng)。如此周而復(fù)始完成提油的工作循環(huán)。由于各井的井狀不同，需的沖次不一樣，經(jīng)過控制箱21可以方便的調(diào)整電機(jī)4的轉(zhuǎn)速，達(dá)到所需的沖次。需要的沖程長短可以改變控制箱轉(zhuǎn)數(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，若調(diào)參過量由于限位開關(guān)30產(chǎn)生停機(jī)信號(hào)由控制箱控制自動(dòng)停機(jī)，再安需要適當(dāng)調(diào)整達(dá)到抽油機(jī)所需沖程。
需要修井作業(yè)時(shí)，使抽油機(jī)運(yùn)行到初始狀態(tài)停機(jī)，按上輔助輪與配重塊27連接的鋼絲繩34，起動(dòng)抽油機(jī)提起配重塊27至沖程的三分之二處停機(jī)，將制動(dòng)器與剎車棘輪20結(jié)合，用油桿夾子將抽油桿25卡在井口，這樣可以在較低的位置松開抽油桿25與皮帶26的連接。然后將制動(dòng)器35與剎車棘輪20分開，用手動(dòng)起動(dòng)抽油機(jī)將配重塊27緩慢落到活動(dòng)底座23上，卸掉斜拉桿33，拆掉活動(dòng)底座23與固定底座32的固定螺栓，松開活動(dòng)底座23與基礎(chǔ)22的連接螺栓，就可以用修井機(jī)放倒抽油機(jī)讓出井口。修井完成后安相反步驟恢復(fù)至原位即可。
權(quán)利要求1.內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒抽油機(jī)，它包括接線盒(1)、左支座(2)、左法蘭軸(3)、滾筒體(5)、齒輪(6)、(7)、(8)、內(nèi)齒圈(9)、右法蘭軸(10)、右支座(11)、透蓋(12)、右端蓋(13)、左端蓋(14)、傳感器(16)、摩擦層(17)、電控柜(21)、基礎(chǔ)(22)、活動(dòng)底座(23)、機(jī)架(24)、抽油桿(25)、皮帶(26)、配重塊(27)、限位開關(guān)(30)、換向開關(guān)(31)、固定底座(32)、斜拉桿(33)、鋼絲繩(34)，其特征是內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒安裝在抽油機(jī)機(jī)架(24)的頂端，皮帶(26)繞掛在滾筒上，皮帶(26)的兩端，一端聯(lián)接抽油桿(25)，一端聯(lián)接配重塊(27)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒抽油機(jī)，其特征是滾筒體(5)為空心圓柱體，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(4)安裝在滾筒體(5)內(nèi)，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(4)左側(cè)外殼上安裝有傳感器護(hù)罩(15)，傳感器(16)安裝在傳感器護(hù)罩(15)與電動(dòng)機(jī)(4)外殼形成的密封空間內(nèi)，傳感器護(hù)罩(15)連接在左法蘭軸(3)上，在開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(4)動(dòng)力輸出軸端安裝有齒輪(6)，減速齒輪組安裝在右法蘭上，減速齒輪組初級(jí)輪與開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出端軸上的齒輪(6)相嚙合，減速齒輪組末端輪與滾筒內(nèi)齒圈相嚙合，在滾筒兩端安裝有左右端蓋，滾筒端蓋外側(cè)安裝有左輔助輪(18)和右輔助輪(19)，在輔助輪外側(cè)安裝有剎車棘輪(20)，滾筒、輔助輪和剎車棘輪分別通過左法蘭軸(3)和右法蘭軸(10)安裝在左、右支座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒抽油機(jī)，其特征是在剎車棘輪的一側(cè)安裝有制動(dòng)器，制動(dòng)器與剎車棘輪相配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒抽油機(jī)，其特征是輔助輪、剎車棘輪被加工成一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒抽油機(jī)，其特征是電動(dòng)機(jī)(4)的輸出軸連接行星擺線針減速機(jī)輸入軸，行星擺線針減速機(jī)輸出軸安裝齒輪，該齒輪與內(nèi)齒圈(9)嚙合；行星擺線針減速機(jī)的殼體一端與電動(dòng)機(jī)(4)的殼體固定連接，另一端與右法蘭軸固定相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒抽油機(jī)，其特征是安裝在開關(guān)磁阻電機(jī)上的傳感器和安裝在機(jī)架上的限位開關(guān)、換向開關(guān)及抽油機(jī)一側(cè)的控制箱共同組成電氣控制系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)滾筒抽油機(jī)，它主要包括內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒、內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)、機(jī)架、皮帶、減速齒輪組、電控柜、配重塊、制動(dòng)器等，內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)滾筒安裝在機(jī)架頂端，皮帶繞在滾筒上，皮帶的一端接抽油桿，另一端接配重塊，機(jī)架的頂部安裝有制動(dòng)器，電動(dòng)滾筒內(nèi)安裝有內(nèi)置開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，傳感器被安裝在傳感器護(hù)罩與電動(dòng)機(jī)形成的密閉空間內(nèi)，電動(dòng)機(jī)通過減速齒輪組驅(qū)動(dòng)滾筒內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒帶動(dòng)皮帶，皮帶帶動(dòng)抽油桿上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型整機(jī)外形尺寸小，調(diào)整沖程、沖次容易，是一種高效節(jié)能的地面采油設(shè)備。
文檔編號(hào)H02P6/00GK2637719SQ0326980
公開日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2003年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月12日
發(fā)明者劉超, 牟少平, 宋玉全, 孔建平, 王興文, 孫樹永, 董海清 申請(qǐng)人:勝利油田創(chuàng)新科技開發(fā)中心